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北京高阻尼橡胶支座的隔震方法

双林橡胶  2020-3-24 15:20:07  10549
内容摘要:摩擦滑移隔震是在基础与上部结构之间铺设 1 层低摩擦材料,如:石墨、砂、滑石粉或特制金属板等。 由于基础和上部结构的断开以及摩擦材料摩擦系数很小,使得基础和上部结构间可以产生较大的相对滑动,从而消耗地震能量,降低地震作用对上部结构的破坏,例如二环路高架桥中局部使用的四氟滑板支座。但是,由于在地震过程中上部结构和基础间产生很大位移,必须进行位移限制,只有解决了摩擦滑移隔震的自复位难题,它才能有更广阔的应用前景 。
     橡胶支座是研究和应用最多、技术成熟并有大量成功应用实例的隔震技术,而其他隔震技术和方法理论上也能起到很好的效果,但由于各种局限性没有被大规模应用于工程实际。
 目前主要有以下 2 类隔震方法没有被大规模应用:滚动隔震和摩擦滑移隔震 
1 滚动隔震
滚动隔震是在基础与上部结构之间铺设 1 层钢滚轴(见图 4 )或滚珠(见图 5 ),当发生地震时,滚轴或滚珠会滚动,使基础与上部结构间产生相对位移,从而减轻上部结构震动,保证上部结构安全。目前已经开发的双层双向滚轴隔震器,可以达到水平双向隔震的目的,只是施工工艺较为复杂,因此未大规模应用于工程实际。
    滚动隔震具体有以下 3 种结构形式:
 1. 1 自由滚轴隔震结构
由于结构的滚动摩擦力比滑动摩擦力小,因此有些专家建议采用自由滚轴隔震结构。 自由滚轴隔震系统能够使很低的地震作用传递到上部结构,但这种系统没有复位能力,导致基底产生很大的滚动位移和残余位移,为克服这种缺点,可以用弹簧装置来限制基底位移。
 1. 2 摩擦摆结构
   摩擦摆结构是在美国发展起来的,已经通过了大量的分析和实验证明,而且已经得以实施。 例如,美国旧金山的法庭大楼摩擦摆隔震器,采用钢支承内部组件,包括不锈钢的凹形表面,其上有一不锈钢的关节滑动体。 滑动体表面涂刷可承受高负载、低摩擦系数的合成材料。 虽然摩擦摆系统具有复位功能,但它仍采用滑动摩擦力来减少地震响应,单纯使用效果并不明显。
 1. 3 球形隔震结构
综合自由滚轴隔震结构和摩擦摆结构的特点,一些专家提出了具有恢复力功能的球形隔震结构,并进行了 1/4 比例的砖混结构震动模型实验。 通过比较该结构与非隔震结构在地震波作用下的地震反应特性,具有恢复力功能的球形隔震结构响应将大大减小。 然而实验数值表明,在某些地震波的作用下,结构会产生共振,因此必须要调整基底隔震装置的一些参数,使其自振频率远离地震波的主要频率,提高基底隔震结构的抗震能力,才能取得最好的效果,这无形中又给结构设计和应用增加了难度
  2 摩擦滑移隔震
摩擦滑移隔震是在基础与上部结构之间铺设 1 层低摩擦材料,如:石墨、砂、滑石粉或特制金属板等。 由于基础和上部结构的断开以及摩擦材料摩擦系数很小,使得基础和上部结构间可以产生较大的相对滑动,从而消耗地震能量,降低地震作用对上部结构的破坏,例如二环路高架桥中局部使用的四氟滑板支座。但是,由于在地震过程中上部结构和基础间产生很大位移,必须进行位移限制,只有解决了摩擦滑移隔震的自复位难题,它才能有更广阔的应用前景 。
3 结语
隔震技术和方法在理论上比较完善,但由于各种局限性实际工程应用很单一。 在成都市“两快两射”二环路高架桥建设中,一系列隔震、减震装置的大规模工程应用,为今后将几种隔震方法结合应用提供了经验,也为推广隔震技术应用,提高桥梁结构抗震能力起到了很好的示范作用

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